เครื่องพิมพ์ 3 มิติอัจฉริยะ ใช้พิมพ์วัสดุรีไซเคิลได้ เพิ่มความยั่งยืนและลดปัญหาสิ่งแวดล้อม

นักวิจัยพัฒนาเครื่องพิมพ์ 3 มิติอัจฉริยะ สามารถพิมพ์วัสดุหมุนเวียนหรือรีไซเคิลได้ ถือเป็นความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีที่ช่วยลดปัญหาสิ่งแวดล้อม

การพิมพ์ 3 มิติ ค่อนข้างได้รับความนิยมเป็นอย่างมากในปัจจุบัน แต่วัสดุพลาสติกที่ใช้กับเครื่องพิมพ์เหล่านี้ยังยากต่อการนำมาใช้ซ้ำหรือรีไซเคิลได้ นักวิจัยจึงพัฒนาเครื่องพิมพ์ 3 มิติรูปแบบใหม่เพื่อให้สามารถใช้กับวัสดุที่หมุนเวียนได้

โดยปกติแล้วหากต้องการพิมพ์วัสดุใหม่ตั้งแต่ต้นจะต้องตั้งค่าพารามิเตอร์มากถึง 100 พารามิเตอร์ในซอฟต์แวร์ที่ควบคุมวิธีที่เครื่องพิมพ์ใช้ในการอัดวัสดุขณะสร้างวัตถุ ซึ่งวัสดุที่ใช้ทั่วไป เช่น พอลิเมอร์ที่นิยมใช้กันในการผลิตในปริมาณมาก ชุดพารามิเตอร์จะถูกปรับปรุงให้เข้ากับวัสดุชนิดนั้นโดยผ่านกระบวนการทดลองอย่างยากลำบาก ซึ่งหากต้องการใช้วัสดุรีไซเคิลที่ไม่มีความแน่นอนของขนาดและลักษณะเพราะขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของวัสดุ จึงเป็นเรื่องยากมากยิ่งขึ้นในการสร้างพารามิเตอร์ที่จะใช้กับวัสดุเหล่านั้น

คณะนักวิจัยของศูนย์บิตและอะตอม จากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (MIT) สถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติของสหรัฐอเมริกา (NIST) และศูนย์วิจัยวิทยาศาสตร์แห่งชาติในกรีซ (Demokritos) ได้ร่วมกันแก้ไขปัญหานี้ ด้วยการพัฒนาเครื่องพิมพ์ 3 มิติที่สามารถระบุพารามิเตอร์ของวัสดุที่ไม่รู้จักได้โดยอัตโนมัติ โดยปรับเปลี่ยนเครื่องอัดรีดซึ่งเป็นหัวใจหลักของเครื่องพิมพ์ 3 มิติ ทำให้สามารถวัดแรงและการไหลของวัสดุได้

นักวิจัยได้รวบรวมข้อมูลผ่านการทดสอบเป็นเวลา 20 นาที และป้อนเข้าสู่ฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์ที่ใช้ในการสร้างพารามิเตอร์การพิมพ์โดยอัตโนมัติ ซึ่งพารามิเตอร์เหล่านี้สามารถป้อนลงในซอฟต์แวร์การพิมพ์ 3 มิติที่มีจำหน่ายทั่วไป และใช้ในการพิมพ์ด้วยวัสดุที่ไม่เคยเห็นมาก่อนได้

จากการทดสอบนักวิจัยได้ใช้วัสดุที่แตกต่างกัน 6 ชนิดในการพิมพ์เรือลากของเล่นขนาดเล็กแบบ 3 มิติ ซึ่งพบว่าวัสดุทั้ง 6 ชนิดประสบความสำเร็จในการทดลองการพิมพ์ ทำให้มั่นใจได้ว่าพารามิเตอร์ที่สร้างขึ้นอัตโนมัติจะช่วยทดแทนพารามิเตอร์แบบดั้งเดิมที่ต้องปรับการตั้งค่าอย่างยากลำบาก

การวิจัยนี้สามารถช่วยลดผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมจากการผลิตด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติแบบดั้งเดิมที่ใช้เนื้อวัสดุอย่างพอลิเมอร์และเรซินที่ไม่สามารถรีไซเคิลได้ ซึ่งการนำวัสดุหมุนเวียนที่ความหลากหลายมาใช้จะช่วยเพิ่มความยั่งยืนและลดปัญหาสิ่งแวดล้อมที่เกิดขึ้นในปัจจุบันได้เป็นอย่างดี

ที่มาข้อมูล: 3dadept, mit, popsci
ที่มาภาพ: mit
“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech